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过滤器应用及经济性

过滤器应用及经济性. 1. 过滤器使用费用 2. 过滤器终阻力 3. 合理确定各级过滤器效率. 过滤器使用费用. 影响因素：. 1. 使用寿命 - 更换费用 2. 运行能耗 - 过滤器阻力 3. 通风系统清扫费用. 滤料面积 - 使用寿命. 300. Hi- Flo 3A-85 6.3 m². Pa. 250. 200. 150. Hi-Flo 3M-85 9.4 m². 100. 50. 0. h. 2000. 4000. 6000. 8000. 10000. 滤料面积 - 使用寿命. 对空气过滤器：

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Presentation Transcript

  1. 过滤器应用及经济性 1. 过滤器使用费用 2. 过滤器终阻力 3. 合理确定各级过滤器效率

  2. 过滤器使用费用 影响因素： 1. 使用寿命 - 更换费用 2. 运行能耗 - 过滤器阻力 3. 通风系统清扫费用

  3. 滤料面积 - 使用寿命 300 Hi- Flo 3A-85 6.3 m² Pa 250 200 150 Hi-Flo 3M-85 9.4 m² 100 50 0 h 2000 4000 6000 8000 10000

  4. 滤料面积 - 使用寿命 对空气过滤器： 滤料面积增加 50% 使用寿命增加近乎100% ！ 意味着： 每只过滤器多花 30-40% 过滤器用量减少一半！

  5. 过滤器运行能耗 E = 能耗 [kWh度 /年] q = 风量 [m3/s] dP = 阻力 [Pa] t = 运行时间 [小时/年]  = 风机运行效率

  6. 举 例 q = 1 m3/s (=3600 m3/h) dP = 125 Pa (=1/2” 水柱) t = 8760 小时/年 ( 24 hours/day)  = 0.7

  7. 滤料面积 - 阻力 - 能耗 Hi-Flo 3A-85 初阻力: 160 Pa / 3600 m3/h Hi-Flo 3M-85 初阻力 100 Pa /3600 m3/h

  8. 滤料面积大 - 阻力小 - 能耗低 q = 1 m3/s (=3600 m3/h) P = 160 - 100 = 60 Pa (=1/4”水柱) [实际运行时阻力差大于60 Pa] t = 8760 小时/年 ( 24 小时/天)  = 0.7

  9. 选用过滤面积大的过滤器， 省钱！

  10. 通风系统为什么需要清扫？ 使用差的过滤器： • 管道积灰，通风不畅。 • 温湿度适宜的积灰是微生物繁衍的理想场所。 • 温湿度等传感与控制元件失灵。 • 风机积灰，运行效率降低，能耗增加。 • 风阀、变风量末端等装置失效。 • 换热器积灰，传热效率降低，能耗增加。

  11. 怎样使通风系统无需清扫？ 灰尘浓度：0.1mg/m3 风量：100,000m3/h 运行时间：1年（8,760小时) 87.6Kg • 对于大气尘，F7过滤器 的计重效率可达98%以上！ • 实践证明，使用F7以上效率的过滤器，通风系统根本无需清扫！ 35Kg 9.6Kg 7Kg 1.7Kg

  12. 昂贵的清扫费用 • 一般来说， 平均每m3/h 的空气需要大约0.05m2的通风管道面积。 • 正常来说，使用F5以下效率的过滤器，通风系统至少每 5 年应清扫一次。 • 清扫费用: 50￥ /m2 • 使用F7（比色法80-90%）以上效率的过滤器，通风系统根本无需清扫。 严重积灰的通风管道

  13. 清扫费用计算 我们取一只24”x24”标准过滤器的额定风量 3,600m3/h来计算： 一次清扫费用: 3600 x 0.05 x 50 = 9,000￥ • 即使每10年清扫一次，平均清扫费用900￥/年！ • 清扫费用远高于用来提高过滤器档次所需的费用！

  14. 清扫费用举例 北京市某五星级酒店，总建筑面积约70,000m2， 通风空调总风量约300,000m3/h。建成后第5年 清扫了一次，费用约为70万元。相当于10年全 部使用F7的过滤器的总费用。 • 因此，业主对整个空调过滤系统进行了改造，所花的钱数倍于当初使用最好过滤器的费用！

  15. 使用好的过滤器 维持风机运行效率=节省运行费用 E = 风机能耗 [kWh度 /年] q = 风量 [m3/s] P = 风机全压 [Pa] t = 运行时间 [小时/年]  = 风机运行效率

  16. 风机运行费用计算 设：P = 800 Pa q = 3600m3/h = 1 m3/s t = 24 小时/天 x 365天/年 = 8,760小时 采用F7效率的过滤器，风机运行效率维持0.7。 采用F5以下效率的过滤器，风机运行效率降为0.65。

  17. 使用好过滤器可以维持风机高效率运行，节省能耗：10,781 - 10,011 = 770 Kwh/年 • F7 过滤器阻力比F5过滤器高40Pa， 因此多耗能： <770 Kwh/年 好过滤器不会增加运行费用

  18. 选用效率足够高的过滤器， 经济！

  19. 过滤器终阻力 随着过滤器积灰，阻力增加。当阻力增大到某一值时，过滤器报废，需要更换。 新过滤器的阻力称为“初阻力”，过滤器报废时的阻力称为“终阻力”。

  20. 确定过滤器终阻力 影响因素： 1. 过滤器机械强度 2. 过滤器更换费用（价格+劳力） 3. 过滤器运行阻力能耗 4. 系统风量允许变化范围 5. 过滤效率变化

  21. 过滤器机械强度 • 面积大的过滤器，框架和固定装置所占的比例较小。当阻力过大时，可能造成过滤器的松散或破损。 • 从这方面确定终阻力，其值一般都偏大，因此一般不做考虑。

  22. 费用 ￥ 综合费用 运行能耗 更换费用 建议终阻力 过滤器终阻力 Pa 过滤器综合费用 更换费用 + 运行能耗

  23. 过滤器效率变化 低效率的过滤器（G4以下）常采用直径>20µm的粗纤维滤料；纤维间隙约为200-400 µm；过滤风速大约为0.5-2m/s。阻力过大时，过滤器上的积灰会再被气流带走，此时虽阻力不再升高，但过滤效率急剧下降。因此对此类过滤器，要在其效率下降之前考虑更换。

  24. 根据前面几个因素，针对国内用户情况： 过滤器效率规格 建议终阻力(Pa) G3 (粗效) 100 - 150 G4 150 - 200 F5-F6(中效) 150 - 250 F7-F8(高中效) 250 - 400 F9-H11(亚高效) 350 - 450 高效与超高效 400 - 600 终阻力建议值

  25. 压力Pa 过滤器终阻力Pf时的系统阻力曲线 阻力(Pf+Pi)/2时的系统阻力曲线(设计时选用) 新过滤器(Pi)的系统阻力曲线 风机转速提高 风机额定性能曲线 风机转速降低 额定风量 风量 CMH 风量允许范围 过滤器阻力 - 系统风量变化

  26. 过滤器阻力 - 系统风量变化 • 过滤器通常是引起通风系统风量变化的最主要部件。 • 对空调设计人员来说，应根据已确定的过滤器初终阻力和用户允许的风量变化范围来选配风机及设计空调器。并提供用户过滤器更换时的终阻力值。 • 对于已有的通风空调系统，如没有空调供应商提供的终阻力值和设备详细资料，应根据自己的系统风量允许范围和其它情况来确定终阻力。

  27. 通风用（ASHRAE）空气过滤器 HEPA 高效和ULPA 超高效过滤器 空气过滤器测试方法

  28. 通风用空气过滤器的测试 • 人工尘计重法效率测试 • 大气尘比色法效率测试 • 过滤器阻力测试 • 国际测试标准的演变发展 • 目前流行的激光粒子计数测试方法EUROVENT 4/9

  29. G2 G1 人工尘 待测 后置过滤器 过滤器 (HEPA) 人工尘计重法效率测试 (对低效率过滤器) G1=上游发尘量（g） G2=后置高效过滤器捕集的灰尘 人工尘计重效率 = (1-G2/G1)*100%

  30. 人工尘计重法效率测试 (对低效率过滤器) 人工尘计重效率 = (1-G2/G1)*100% 例如: 发尘量为 G1=1 kg 后置高效过滤器增重 G2=0.4 kg => 人工尘计重效率= (1-0.4/1)*100% = 60%

  31. 大气尘比色法效率测试 (对效率较高的过滤器) 待测过滤器 室外大气尘 L1 L2 高效滤膜 在待测过滤器上下游采样，采样空气均通过高效滤膜， 滤膜脏后透光度降低。 L1 = 上游滤膜降低的透光量（同干净滤膜相比） L2 = 上游滤膜降低的透光量 大气尘比色效率 = (1-L2/L1)*100%

  32. 比色效率随发尘量的变化 比色效率 (%) 上游发尘量(g)

  33. 阻力与发尘量的关系 过滤器阻力(Pa) 上游发尘量 (g)

  34. 国际测试标准的演变发展 美国USA欧 洲 Eurovent 不同国家的测试标准 ASHRAE 52-68 1968 ASHRAE 52-76 1976 EUROVENT 4/5 1979 C 国家标准 B国家标准 A 国家标准 ASHRAE 52.1-92 1992 EUROVENT 4/9 1992 激光粒子计数测试CEN EN 779 1994 ASHRAE 52.2P 激光粒子计数测试 CEN EN XXX

  35. 旧的测试方法 ASHRAE 52.1-1992 / CEN779 • 大气尘比色法效率测试 • 人工尘计重法效率测试 (初始比色效率< 20%) • 阻 力 • 对测试数据加权平均后，对过滤器进行评价和分类。

  36. 测试程序ASHRAE 52.1-1992 / CEN779 • 测量新过滤器的效率和阻力。 • 多次发尘。 • 每次发尘后，测量过滤器的效率和阻力。 • 在过滤器到达某一规定的终阻力时，测试结束。

  37. 仍旧用人工尘计重法测量低效率过滤器(EU1- EU4) 用灰尘粒子计数效率取代比色效率(EU5 - EU9) 使用激光粒子计数器： - 确定灰尘粒径 - 上下游不同粒径灰尘的个数浓度 - 粒径范围: 0.2 - 5.0µm DEHS(液滴) 或 Latex(固态尘粒) 人工尘气溶胶。 发尘为人工尘 激光粒子计数测试方法EUROVENT 4/9

  38. 激光粒子计数测试方法 (EU5-9) DEHS尘源 p 阻力 激光粒子计数器

  39. 分级激光粒子计数效率（EU5 - EU9） - 过滤效率随粒径的变化 - 过滤效率随发尘量的变化 人工尘计重效率（EU1 - EU4） 试验终阻力： 250 Pa （计重法） 450 Pa （计数法） 测试结果EUROVENT 4/9

  40. 以“EU”作为等级符号（EU1 - EU9） 过滤器对0.4µm粒子的平均效率与其大气尘比色效率相当，因此成为EU5 - EU9过滤器分类的指标。 过滤器分类EUROVENT 4/9

  41. EUROVENT4/9 0.4µm 平均效率 [%] 计重效率 [%] EU1 G1 Am<65 EU2 65<Am<80 G2 EU3 80<Am<90 G3 EU4 90<Am< G4 EU5 F5 40<Em<60 EU6 F6 60<Em<80 EU7 F7 80<Em<90 EU8 F8 90<Em<95 EU9 F9 95<Em EN 779 0.4µm 初始效率 [%] < 5% < 5% 15% 25 % 63 % 80 % >80 %

  42. 可以得到过滤器的更多的性能数据 测试结果易于理解 测试速度快 不同的实验室测试结果基本一样（不同于比色法） 在现场可以直接验证厂家实验结果 可能无法测出其在实际使用时的性能数据，如静电的影响。 Eurovent 4/9的评价

  43. ASHRAE 正在制定新的激光粒子计数法测试标准 (ASHRAE 52.2) 旧的测试标准将逐渐被淘汰。 ASHRAE 52.2. 和 Eurovent 4/9 分类更加科学化 发 展 • Eurovent 组织正在制定一可行的过滤器使用现场试验方法。

  44. 旧的测试标准将逐渐被淘汰。 激光粒子分级计数法将成为国际流行的过滤器测试方法。 制定一套可行的现场试验方法势在必行。 小结 - 通风用过滤器测试方法

  45. 个/升 200 000 100 000 0 粒径 (m) 某室外空气含尘计数浓度分布

  46. 计数效率 (%) 粒径 (m) 40-50% ASHRAE (F5) 过滤效率

  47. 40-50% ASHRAE (F5) 过滤效率 个/升 计数效率 (%) 200 000 100 000 0 粒径 (m)

  48. 个/升 计数效率(%) 200 000 100 000 0 粒径(m) 65% ASHRAE (F6) 过滤效率

  49. 个/升 计数效率 (%) 200 000 100 000 0 粒径 (m) 85% ASHRAE (F7) 过滤效率

  50. 个/升 计数效率(%) 200 000 100 000 0 粒径 (m) 95% ASHRAE (F8/9) 过滤效率

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